第十章電路及其應(yīng)用微專題73電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)1．電表改裝時(shí)可把表頭看作是可顯示自身電流的普通電阻，利用串、并聯(lián)關(guān)系解決電表改裝問題。2.電流表內(nèi)、外接結(jié)論：“大內(nèi)偏大，小外偏小”。3.在滑動(dòng)變阻器電阻較大時(shí)常用限流式接法，較小時(shí)常用分壓式接法，若要求從零開始調(diào)節(jié)，則必須用分壓式接法。1.(2023·甘肅蘭州市模擬)某同學(xué)用一個(gè)微安表(量程1mA，內(nèi)阻900Ω)、電阻箱R1和電阻箱R2組裝一個(gè)多用電表，有電流10mA和電壓3V兩擋，改裝電路如圖所示，則R1、R2應(yīng)調(diào)到多大阻值()A．R1＝100Ω，R2＝3000ΩB．R1＝10Ω，R2＝210ΩC．R1＝100Ω，R2＝210ΩD．R1＝10Ω，R2＝3000Ω答案C解析微安表的滿偏電流Ig＝1mA＝0.001A，微安表內(nèi)阻Rg＝900Ω，改裝后電流表量程I＝10mA＝0.01A，改裝后電壓表量程U＝3V，由歐姆定律得IgRg＝(I－Ig)R1，U＝IgRg＋I(xiàn)R2，代入數(shù)據(jù)解得R1＝100Ω，R2＝210Ω，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。2．(2023·江蘇蘇州市質(zhì)檢)大量程電壓表、電流表都是由靈敏電流表G和變阻箱R改裝而成，如圖是改裝后的電表，已知靈敏電流表G的滿偏電流為Ig，內(nèi)阻為Rg，變阻箱R接入電路的阻值為R0，下列說法正確的是()A．甲表是電壓表，改裝后的量程為eq\f(IgRg＋R0,R0)B．甲表是電流表，若增大接入電路的變阻箱R的阻值，則改裝表的量程減小C．乙表是電流表，改裝后的量程為Ig(R0＋Rg)D．乙表是電壓表，若減小接入電路的變阻箱R的阻值，則改裝表的量程增大答案B解析電流表的改裝需要并聯(lián)一個(gè)分流電阻，故改裝后甲表是電流表，改裝后量程為靈敏電流表G的電流滿偏時(shí)通過改裝表的總電流，即量程I＝Ig＋eq\f(IgRg,R0)＝eq\f(IgRg＋R0,R0)，所以改裝后并聯(lián)的分流電阻越大，其量程越小，故A錯(cuò)誤，B正確；電壓表的改裝需要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，故改裝后乙表是電壓表，改裝后量程為靈敏電流表G的電流滿偏時(shí)加在改裝表兩端的總電壓，即量程U＝IgRg＋I(xiàn)gR0＝Ig(Rg＋R0)，所以若減小接入電路的變阻箱R的阻值，則改裝表的量程減小，故C、D錯(cuò)誤。3．(2023·湖南常德市臨澧縣模擬)正確讀出電流表、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，把讀數(shù)結(jié)果填到橫線上。(1)圖甲中，電流表接0～0.6A量程時(shí)讀數(shù)為____A。(2)圖乙中螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是____mm，圖丙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是____mm。答案(1)0.16(2)2.20251.3解析(1)電流表接0～0.6A量程，由題圖甲可知，其分度值為0.02A，讀數(shù)為0.16A；(2)螺旋測(cè)微器的固定刻度為2mm，可動(dòng)刻度為20.2×0.01mm＝0.202mm，所以讀數(shù)為2mm＋0.202mm＝2.202mm；游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為51mm，游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)尺讀數(shù)為3×0.1mm＝0.3mm，所以讀數(shù)為51mm＋0.3mm＝51.3mm。4．用內(nèi)阻為3000Ω的電壓表和內(nèi)阻為10Ω的電流表測(cè)電阻，在圖甲、乙兩種情況下，電壓表的示數(shù)都是60V，電流表的示數(shù)都是0.2A，則R1的測(cè)量值為________Ω，真實(shí)值為________Ω，R2的測(cè)量值為________Ω，真實(shí)值約為________Ω(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)。答案300290300333.3解析題圖甲中電阻R1的測(cè)量值R1測(cè)＝300Ω，真實(shí)值R1真＝R1測(cè)－RA＝290Ω；題圖乙中電阻R2的測(cè)量值R2測(cè)＝eq\f(U,I)＝300Ω，真實(shí)值R2真＝eq\f(U,I－\f(U,RV))≈333.3Ω。5．(1)用游標(biāo)尺為50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量某工件的長(zhǎng)度時(shí)，示數(shù)如圖甲所示，則測(cè)量結(jié)果為________mm。(2)正確讀出圖中各表的讀數(shù)：①如圖乙，接0～3V量程時(shí)讀數(shù)為________V；接0～15V量程時(shí)讀數(shù)為________V。②如圖丙，接0～3A量程時(shí)讀數(shù)為________A；接0～0.6A量程時(shí)讀數(shù)為________A。答案(1)10.40(2)①2.2011.0②0.800.16解析(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為10mm＋20×0.02mm＝10.40mm(2)①題圖乙，接0～3V量程時(shí)，最小刻度為0.1V，則讀數(shù)為2.20V；接0～15V量程時(shí)，最小刻度為0.5V，則讀數(shù)為11.0V。②題圖丙，接0～3A量程時(shí)，最小刻度為0.1A，則讀數(shù)為0.80A；接0～0.6A量程時(shí)，最小刻度為0.02A，讀數(shù)為0.16A。6．(2023·廣東汕頭市二模)某同學(xué)要將一小量程電流表(滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為1.2kΩ)改裝成有兩個(gè)量程的電流表，設(shè)計(jì)電路如圖(a)所示，其中定值電阻R1＝40Ω，R2＝360Ω。(1)當(dāng)開關(guān)S接A端時(shí)，該電流表的量程為0～______mA，內(nèi)阻為______Ω。(2)當(dāng)開關(guān)S接B端時(shí)，該電流表的量程比接在A端時(shí)________。(填“大”或“小”)(3)該同學(xué)選用量程合適的電壓表(內(nèi)阻未知)和此改裝電流表測(cè)量未知電阻Rx的阻值，設(shè)計(jì)了圖(b)中兩個(gè)電路。不考慮實(shí)驗(yàn)操作中的偶然誤差，則使用______(填“甲”或“乙”)電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。答案(1)1300(2)大(3)乙解析(1)由題圖(a)可知當(dāng)S接A時(shí)，R1和R2串聯(lián)，再和電流表并聯(lián)，則R1＋R2＝400Ω該電流表的內(nèi)阻為RA＝eq\f(1200×400,1200＋400)Ω＝300Ω，滿偏時(shí)電流表兩端的電壓為Um＝Imr＝250×10－6×1.2×103V＝0.3V此時(shí)通過R1和R2的電流為I＝eq\f(Um,R1＋R2)＝eq\f(0.3,40＋360)A＝0.75×10－3A＝0.75mA所以總電流為I總＝Im＋I(xiàn)＝1mA故該電流表的量程為0～1mA，內(nèi)阻為300Ω。(2)當(dāng)開關(guān)S接B端時(shí)，由題圖(a)可知R1和電流表串聯(lián)再和R2并聯(lián)，由于和電流表并聯(lián)的電阻變小，當(dāng)電流表滿偏時(shí)，流過R2的電流變大，干路電流變大，即量程變大；所以比接在A端時(shí)大。(3)甲是電流表的外接法，誤差是由于電壓表的分流引起的；乙是電流表的內(nèi)接法，誤差是由于電流表的分壓引起的，因?yàn)轭}目中電壓表電阻未知，故采用乙的方法可以修正由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。7．某同學(xué)要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表。該同學(xué)測(cè)得微安表內(nèi)阻為1200Ω，經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R的電阻與微安表連接，進(jìn)行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表，根據(jù)圖(a)所示電路對(duì)改裝后的電表進(jìn)行檢測(cè)(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。(1)根據(jù)圖(a)和題給條件，將(b)中的實(shí)物連接。(2)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時(shí)，微安表的指針位置如圖(c)所示，由此可以推測(cè)出改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是________。A．18mA B．21mAC．25mA D．28mA(3)產(chǎn)生上述問題的原因可能是________。A．微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻大于1200ΩB．微安表內(nèi)阻測(cè)量錯(cuò)誤，實(shí)際內(nèi)阻小于1200ΩC．R值計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏小D．R值計(jì)算錯(cuò)誤，接入的電阻偏大(4)要達(dá)到預(yù)期目的，無論測(cè)得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測(cè)量，只需要將阻值為R的電阻換為一個(gè)阻值為kR的電阻即可，其中k＝__________。答案(1)見解析圖(2)C(3)AC(4)eq\f(99,79)解析(1)電表改裝時(shí)，微安表應(yīng)與定值電阻R并聯(lián)接入虛線框內(nèi)，則實(shí)物連接如圖所示：(2)由標(biāo)準(zhǔn)毫安表與改裝表的示數(shù)可知，改裝后的電流表，實(shí)際量程被擴(kuò)大的倍數(shù)為n＝eq\f(16.0mA,160×10－3mA)＝100倍故當(dāng)原微安表表盤達(dá)到滿偏時(shí)，實(shí)際量程為250×10－3×100mA＝25mA，故選C；(3)根據(jù)IgRg＝(I－Ig)R得I＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(Rg,R)))Ig改裝后的量程偏大的原因可能是，原微安表內(nèi)阻測(cè)量值偏小，即電表實(shí)際內(nèi)阻Rg真實(shí)值大于1200Ω；或者因?yàn)槎ㄖ惦娮鑂的計(jì)算有誤，實(shí)際接入定值電阻R阻值偏小，分流過大，故選A、C；(4)由于接入電阻R時(shí)，改裝后的表實(shí)際量程為25mA，故滿足IgRg＝(25－Ig)R要想達(dá)到預(yù)期目的，即將微安表改裝為量程為20mA電流表，應(yīng)滿足IgRg＝(20－Ig)kR其中Ig＝250μA＝0.25mA，聯(lián)立解得k＝eq\f(99,79)。8．(2023·內(nèi)蒙古呼倫貝爾市一模)一同學(xué)探究阻值約為550Ω的待測(cè)電阻Rx在0～5mA范圍內(nèi)的伏安特性?？捎闷鞑挠校弘妷罕鞻(量程為3V，內(nèi)阻很大)，電流表A(量程為1mA，內(nèi)阻為300Ω)，電源E(電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R(最大阻值可選10Ω或1.5kΩ)，定值電阻R0(阻值可選75Ω或150Ω)，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。(1)要求通過Rx的電流可在0～5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，將圖(a)所示的器材符號(hào)連線，畫出實(shí)驗(yàn)電路的原理圖；(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，圖(a)中的R應(yīng)選最大阻值為______(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑動(dòng)變阻器，R0應(yīng)選阻值為______(填“75Ω”或“150Ω”)的定值電阻；(3)測(cè)量多組數(shù)據(jù)可得Rx的伏安特性曲線。若在某次測(cè)量中，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示，則此時(shí)Rx兩端的電壓為______V，流過Rx的電流為________mA，此組數(shù)據(jù)得到的Rx的阻值為______Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。答案(1)見解析圖(2)10Ω75Ω(3)2.304.20548解析(1)電流表內(nèi)阻已知，電流表與R0并聯(lián)擴(kuò)大電流表量程，進(jìn)而準(zhǔn)確測(cè)量通過Rx的電流，電壓表直接測(cè)量Rx的電壓；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電表從0開始測(cè)量，滿足題中通過Rx的電流從0～5mA連續(xù)可調(diào)，電路圖如圖所示(2)電路中R應(yīng)選最大阻值為10Ω的滑動(dòng)變阻器，方便電路的調(diào)節(jié)，測(cè)量效率高、實(shí)驗(yàn)誤差??；通過Rx的電流最大為5mA，需要將電流表量程擴(kuò)